【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上に固定された半導体チップの電極と、回路基板上に配設された配線パターンの配線とを、ワイヤにより電気的に接続してなる半導体装置及びワイヤボンディング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置においては、半導体チップと配線パターンの所望の配線とを電気的に接続したワイヤが他の配線ににショートするのを防止し、またワイヤループの垂れや変形に起因する電気的なショートを防止する必要がある。特に、積層された半導体チップにおける多層ワイヤ、低ワイヤループ、第1ボンド点と第2ボンド点が長い長ワイヤループ、ワイヤが他のワイヤを跨いでいる場合等においては、ワイヤ垂れが生じ易い。
【0003】
従来は、リードフレームのダイパッド上に半導体チップを囲むように全面に絶縁ブロックを設け、この絶縁ブロックによってワイヤループの弛みを防止している(例えば、特許文献1参照)。また、回路基板上に配設された配線パターンの複数種類の配線間に、これらの配線より高さが高い絶縁体を設け、この絶縁体によってワイヤループの弛みを防止している(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
なお、本発明の要旨とは異なるが、バンプ形成方法として例えば特許文献3及び4等が挙げられる。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−102224号公報
【特許文献2】
特開平11−121500号公報
【特許文献3】
特公平6−95468号公報
【特許文献4】
特開平8−264540号公報(特許第2735022号公報)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1及び2は、いずれも基板上に絶縁体を設けており、絶縁体はワイヤボンディング前に別工程で設ける必要があり、コスト高になるという問題があった。
【0007】
本発明の第1の課題は、ワイヤループの垂れによるショートの防止を低コストで実現できる半導体装置及びワイヤボンディング方法を提供することにある。
【0008】
本発明の第2の課題は、樹脂封止の際に接続されたワイヤの流動変形によるワイヤ同士のショートを防止することができる半導体装置及びワイヤボンディング方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記第1の課題を解決するための本発明の請求項1は、回路基板上に固定された半導体チップの第1ボンド点である電極と、回路基板上に配設された配線パターンの配線の第2ボンド点とを、ワイヤにより電気的に接続してなる半導体装置において、前記第2ボンド点より前記半導体チップ側にワイヤボンディング方法によってバンプを設けたことを特徴とする。
【0010】
上記第1の課題を解決するための本発明の請求項2は、回路基板上に固定された半導体チップの第1ボンド点である電極上に1次ボンディングを行った後、ワイヤをルーピングして回路基板上に配設された配線パターンの配線の第2ボンド点に2次ボンディングを行い、前記第1ボンド点と前記第2ボンド点間をワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング方法において、前記第2ボンド点より前記半導体チップ側にワイヤボンディング方法によってバンプを形成した後、前記1次ボンディングを行い、次に前記2次ボンディングを行うことを特徴とする。
【0011】
上記第1の課題を解決するための本発明の請求項3は、上記請求項2において、ワイヤループの垂れ下がりを防止する必要がある第2ボンド点に対して全て又は複数個前記バンプを形成した後、この形成されたバンプに対応する第2ボンド点と、この第2ボンド点に対応する前記第1ボンド点に対して前記1次ボンディング及び前記2次ボンディングを行うことを特徴とする。
【0012】
上記第1の課題を解決するための本発明の請求項4は、上記請求項2において、1個の前記バンプを形成した後、続いて該バンプに対応する第2ボンド点と、この第2ボンド点に対応する前記第1ボンド点に対して前記1次ボンディング及び前記2次ボンディングを行うことを特徴とする。
【0013】
上記第1の課題を解決するための本発明の請求項5は、上記請求項1又は2において、前記バンプは、前記第2ボンド点の直前に設けられていることを特徴とする。
【0014】
上記第1及び第2の課題を解決するための本発明の請求項6は、上記請求項1又は2において、前記バンプ上に上方に突出した突出部を形成し、前記ワイヤは前記突出部より樹脂流入側にルーピングされていることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す半導体装置で、回路基板がリードフレームである場合を示す。リードフレーム1上には、パッド2aが形成された半導体チップ2がマウントされている。第1ボンド点3であるパッド2aとリードフレーム1の配線であるリード1aの第2ボンド点4とは、ワイヤ5によって電気的に接続されている。本実施の形態においては、第2ボンド点4より半導体チップ2側のリード1a上にはワイヤボンディング方法によってバンプ6が設けられている。
【0016】
図2は、本発明の第2の実施の形態を示す半導体装置で、回路基板がセラミック基板やプリント基板等の基板である場合を示す。基板7上には、パッド2aが形成された半導体チップ2がマウントされている。また基板7には配線8が形成されている。本実施の形態においても前記実施の形態と同様に、第1ボンド点3であるパッド2aと配線8の第2ボンド点4とは、ワイヤ5によって電気的に接続されている。また第2ボンド点4より半導体チップ2側の基板7上にはワイヤボンディング方法によってバンプ6が設けられている。
【0017】
次に図1及び図2に示す半導体装置のワイヤボンディング方法について説明する。図1の場合は、リード1aの第2ボンド点4より半導体チップ2側のリード1a上に、図2の場合は、配線8の第2ボンド点4より半導体チップ2側の基板7上に、ワイヤボンディング方法によってバンプ6を形成する。次にワイヤボンディング方法によって第1ボンド点3に1次ボンディングを行った後、ワイヤ5をルーピングして第2ボンド点4に2次ボンディングを行い、第1ボンド点3と第2ボンド点4間をワイヤ5により電気的に接続する。
【0018】
このように、第2ボンド点4より半導体チップ2側にはバンプ6が形成されているので、第2ボンド点4側のワイヤ5はバンプ6によって持ち上げられ、ワイヤ5の垂れによるショートが防止され、半導体装置としての信頼性が向上する。
またバンプ6の形成及びワイヤ5の接続は、ワイヤボンディング方法の一連の工程によって行うことができるので、コスト低減が図れる。
【0019】
前記バンプ6の形状は特に限定されるものではなく、例えば図3に示すような種々の形状のものでもよい。図3(a)は、一般的なバンプ形状のものを示す。
図3(b)は、バンプ6a上にバンプ6bを形成した2段バンプ6を示す。勿論、3段以上のバンプを形成してもよい。このような2段以上のバンプ6は、例えば従来の技術の項で挙げた特許文献4の方法によって形成することができる。図3(c)は、バンプ6の上部にテール6cを形成した場合を示す。図3(d)及び図3(e)は、バンプ6上に湾曲形状の頂部6dを形成した場合を示す。このようなバンプ6は、例えば従来の技術の項で挙げた特許文献3の方法によって形成することができる。
【0020】
図3(c)、図3(d)、図3(e)に示すように、バンプ6上に上方に突出したテール6c、頂部6d等の突出部を形成した場合には、ワイヤ5をテール6c又は頂部6dより樹脂封止の際の樹脂流入側にルーピングすると、樹脂流動によるワイヤ5の変形は、テール6cまたは頂部6dによって受けられ、ワイヤ5の変形が抑えられる。またワイヤ5に加わる樹脂流動力は、テール6c、頂部6dで受けられるので、樹脂流動力によって第2ボンド点4よりワイヤ5を剥離させる力が減殺され、更に信頼性が向上する。
【0021】
【発明の効果】
本発明は、回路基板上に固定された半導体チップの第1ボンド点である電極と、回路基板上に配設された配線パターンの配線の第2ボンド点とを、ワイヤにより電気的に接続してなる半導体装置において、前記第2ボンド点より前記半導体チップ側にワイヤボンディング方法によってバンプを設けたので、前記バンプの形成及び前記ワイヤの接続を一連のワイヤボンディング方法によって行うことができ、ワイヤループの垂れによるショートの防止を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置を示す正面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態の半導体装置を示す正面図である。
【図3】バンプ形状を示す正面図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム
1a リード
2 半導体チップ
2a パッド
3 第1ボンド点
4 第2ボンド点
5 ワイヤ
6、6a、6b バンプ
6c テール
6d 頂部
7 基板
8 配線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device and a wire bonding method in which an electrode of a semiconductor chip fixed on a circuit board and a wiring of a wiring pattern arranged on the circuit board are electrically connected by a wire.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device, a wire that electrically connects a semiconductor chip and a desired wiring of a wiring pattern is prevented from being short-circuited to other wiring, and an electrical short circuit caused by drooping or deformation of a wire loop is prevented. There is a need to prevent. In particular, wire sagging is likely to occur in multilayered semiconductor chips, such as multilayer wires, low wire loops, long wire loops with long first and second bond points, and wires straddling other wires.
[0003]
Conventionally, an insulating block is provided on the entire surface so as to surround a semiconductor chip on a die pad of a lead frame, and the loosening of the wire loop is prevented by this insulating block (see, for example, Patent Document 1). In addition, an insulator having a height higher than these wirings is provided between a plurality of types of wirings arranged on the circuit board, and the wire loop is prevented from slacking by this insulator (for example, patents) Reference 2).
[0004]
Although different from the gist of the present invention, Patent Documents 3 and 4, for example, can be cited as bump forming methods.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-102224 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-121500 [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 6-95468 [Patent Document 4]
JP-A-8-264540 (Patent No. 2735022)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In each of Patent Documents 1 and 2, an insulator is provided on a substrate, and the insulator needs to be provided in a separate process before wire bonding, which increases the cost.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a semiconductor device and a wire bonding method capable of realizing a short circuit prevention due to a droop of a wire loop at a low cost.
[0008]
A second object of the present invention is to provide a semiconductor device and a wire bonding method capable of preventing short-circuiting of wires due to flow deformation of wires connected during resin sealing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention for solving the first problem, an electrode which is a first bond point of a semiconductor chip fixed on a circuit board, and wiring of a wiring pattern disposed on the circuit board are provided. In a semiconductor device in which a second bond point is electrically connected by a wire, a bump is provided on the semiconductor chip side from the second bond point by a wire bonding method.
[0010]
According to a second aspect of the present invention for solving the first problem, a wire is looped after primary bonding is performed on an electrode which is a first bond point of a semiconductor chip fixed on a circuit board. In the wire bonding method of performing secondary bonding on the second bond point of the wiring of the wiring pattern disposed on the circuit board, and electrically connecting the first bond point and the second bond point with a wire, A bump is formed on the semiconductor chip side from the second bond point by a wire bonding method, the primary bonding is performed, and then the secondary bonding is performed.
[0011]
According to a third aspect of the present invention for solving the first problem, in the second aspect, all or a plurality of the bumps are formed for the second bond points where it is necessary to prevent the wire loop from drooping. Thereafter, the primary bonding and the secondary bonding are performed on a second bond point corresponding to the formed bump and the first bond point corresponding to the second bond point.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention for solving the first problem, in the second aspect, after forming the one bump, a second bond point corresponding to the bump, and a second bond point. The primary bonding and the secondary bonding are performed on the first bond point corresponding to the bond point.
[0013]
A fifth aspect of the present invention for solving the first problem is characterized in that in the first or second aspect, the bump is provided immediately before the second bond point.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention for solving the first and second problems, in the first or second aspect, a protruding portion protruding upward is formed on the bump, and the wire is formed from the protruding portion. It is characterized by being looped on the resin inflow side.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, in which a circuit board is a lead frame. On the lead frame 1, a semiconductor chip 2 on which pads 2a are formed is mounted. A pad 2 a that is the first bond point 3 and a second bond point 4 of the lead 1 a that is the wiring of the lead frame 1 are electrically connected by a wire 5. In the present embodiment, bumps 6 are provided on the lead 1a on the semiconductor chip 2 side from the second bond point 4 by a wire bonding method.
[0016]
FIG. 2 shows a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, in which the circuit board is a board such as a ceramic board or a printed board. On the substrate 7, the semiconductor chip 2 on which the pads 2a are formed is mounted. A wiring 8 is formed on the substrate 7. Also in the present embodiment, the pad 2a as the first bond point 3 and the second bond point 4 of the wiring 8 are electrically connected by the wire 5 as in the above embodiment. A bump 6 is provided on the substrate 7 on the semiconductor chip 2 side from the second bond point 4 by a wire bonding method.
[0017]
Next, a wire bonding method for the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. In the case of FIG. 1, on the lead 1a on the semiconductor chip 2 side from the second bond point 4 of the lead 1a, in the case of FIG. 2, on the substrate 7 on the semiconductor chip 2 side from the second bond point 4 of the wiring 8. Bumps 6 are formed by a wire bonding method. Next, after the primary bonding is performed to the first bond point 3 by the wire bonding method, the wire 5 is looped to perform the secondary bonding to the second bond point 4, and between the first bond point 3 and the second bond point 4. Are electrically connected by a wire 5.
[0018]
Thus, since the bump 6 is formed on the semiconductor chip 2 side from the second bond point 4, the wire 5 on the second bond point 4 side is lifted by the bump 6, and a short circuit due to the drooping of the wire 5 is prevented. The reliability as a semiconductor device is improved.
Further, the formation of the bump 6 and the connection of the wire 5 can be performed by a series of steps of the wire bonding method, so that the cost can be reduced.
[0019]
The shape of the bump 6 is not particularly limited, and may be various shapes as shown in FIG. FIG. 3A shows a general bump shape.
FIG. 3B shows the two-step bump 6 in which the bump 6b is formed on the bump 6a. Of course, three or more bumps may be formed. Such two or more bumps 6 can be formed, for example, by the method of Patent Document 4 mentioned in the section of the prior art. FIG. 3C shows a case where the tail 6 c is formed on the bump 6. FIG. 3D and FIG. 3E show the case where a curved top portion 6 d is formed on the bump 6. Such a bump 6 can be formed, for example, by the method of Patent Document 3 mentioned in the section of the prior art.
[0020]
As shown in FIG. 3C, FIG. 3D, and FIG. 3E, when protruding portions such as a tail 6c and a top portion 6d that protrude upward are formed on the bump 6, the wire 5 is connected to the tail. When looping from 6c or top portion 6d to the resin inflow side during resin sealing, deformation of wire 5 due to resin flow is received by tail 6c or top portion 6d, and deformation of wire 5 is suppressed. Further, since the resin flow force applied to the wire 5 is received by the tail 6c and the top portion 6d, the force for peeling the wire 5 from the second bond point 4 is reduced by the resin flow force, and the reliability is further improved.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention electrically connects an electrode, which is a first bond point of a semiconductor chip fixed on a circuit board, and a second bond point of a wiring of a wiring pattern disposed on the circuit board by a wire. In the semiconductor device, the bump is provided on the semiconductor chip side from the second bond point by the wire bonding method, so that the formation of the bump and the connection of the wire can be performed by a series of wire bonding methods. Prevention of short circuit due to sagging can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a bump shape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lead frame 1a Lead 2 Semiconductor chip 2a Pad 3 1st bond point 4 2nd bond point 5 Wire 6, 6a, 6b Bump 6c Tail 6d Top part 7 Substrate 8 Wiring